- •Ряды Основные определения
- •Свойства рядов.
- •Необходимый признак сходимости ряда
- •Ряды с неотрицательными членами
- •Признаки сравнения рядов
- •Признак Даламбера
- •Признак Лейбница
- •Признак Коши (радикальный признак)
- •Интегральный признак Коши
- •Знакопеременные ряды. Знакочередующиеся ряды
- •Признак Дирихле—Абеля
- •Абсолютная и условная сходимость рядов
- •Признаки Даламбера и Коши для знакопеременных рядов
- •Свойства абсолютно сходящихся рядов
- •Функциональные последовательности
- •Функциональные ряды
- •Свойства равномерно сходящихся рядов
- •Степенные ряды.
- •Теоремы Абеля.
- •Действия со степенными рядами
- •Разложение функций в степенные ряды.
- •Если применить к той же функции формулу Маклорена
- •Решение дифференциальных уравнений с помощью степенных рядов.
- •Критерий Коши.
Функциональные последовательности
Определение.
Если членами ряда будут не числа, а
функции от
,
то ряд называется функциональным.
Исследование
на сходимость функциональных рядов
сложнее исследования числовых рядов.
Один и тот же функциональный ряд может
при одних значениях переменной
сходиться, а при других – расходиться.
Поэтому
вопрос сходимости функциональных рядов
сводится к определению тех значений
переменной
,
при которых ряд сходится.
Совокупность таких значений называется областью сходимости.
В силу того, что пределом каждой функции, входящей в область сходимости ряда, является некоторое число, то пределом функциональной последовательности будет являться некоторая функция:
.
Определение.
Последовательность
сходится
к функции
на отрезке
],
если для любого числа
и любой точки
из рассматриваемого отрезка существует
номер
,
такой, что неравенство
![]()
выполняется
при
.
При
выбранном значении
каждой точке отрезка
соответствует свой номер и, следовательно,
номеров, соответствующих всем точкам
отрезка
,
будет бесчисленное множество. Если
выбрать из всех этих номеров наибольший,
то этот номер будет годиться для всех
точек отрезка
,
т.е. будет общим для всех точек.
Определение.
Последовательность
называетсяравномерно
сходящимся
на отрезке
,
если для любого числа
существует номер
,
что для любого
неравенство
![]()
выполняется
для всех точек отрезка
.
Пример.
Рассмотрим последовательность
.
Данная
последовательность сходится на всей
числовой оси к функции
,
т.к.
.
Построим графики этой последовательности:
s
inx
![]()
![]()


Как видно, при увеличении числа n график последовательности приближается к оси х.
Функциональные ряды
Определение.
Частными
(частичными) суммами функционального
ряда
называются функции![]()
Определение.
Функциональный ряд
называетсясходящимся
в точке
,
если в этой точке сходится последовательность
его частичных сумм.
Предел
последовательности
называетсясуммой
ряда
в точке
.
Определение.
Совокупность всех значений х,
для которых ряд
сходится называетсяобластью
сходимости ряда.
Определение.
Ряд
называетсяравномерно
сходящимся на отрезке
,
если равномерно сходится на этом отрезке
последовательность частичных сумм
этого ряда.
Теорема. (Критерий Коши равномерной сходимости ряда)
Для
равномерной сходимости ряда
необходимо и достаточно, чтобы для
любого числа
существовал такой номер
,
что при
и любом целом
неравенство
![]()
выполнялось
бы для всех
на отрезке
.
Теорема. (Признак равномерной сходимости Вейерштрасса)
(Карл Теодор Вильгельм Вейерштрасс (1815 – 1897) – немецкий математик)
Ряд
сходится равномерно и притом абсолютно
на отрезке
,
если модули его членов на том же отрезке
не превосходят соответствующих членов
сходящегося числового ряда с положительными
членами :
![]()
т.е. имеет место неравенство:
.
Еще
говорят, что в этом случае функциональный
ряд
мажорируется
числовым
рядом
.
Пример.
Исследовать на сходимость ряд
.
Так
как
всегда, то очевидно, что
.
При
этом известно, что обобщенный гармонический
ряд
при=3>1
сходится, то в соответствии с признаком
Вейерштрасса исследуемый ряд равномерно
сходится и притом в любом интервале.
Пример
. . Исследовать на сходимость ряд
.
На
отрезке [-1,1] выполняется неравенство
т.е. по признаку Вейерштрасса на этом
отрезке исследуемый ряд сходится, а на
интервалах
расходится.
